定線與撥地測量精品課件

1、第七章 定線與撥地測量第一節(jié) 定線測量和撥地測量概述現(xiàn)代化的城市建設(shè)是按照城市總體規(guī)劃布局來實施的。城市道路網(wǎng)是由城市范圍內(nèi)所有道路組成的一個體系，是城市總體規(guī)劃圖的基本骨架，在編制城市總體規(guī)劃時就已擬定。為了使城市規(guī)劃能正確實施，需要進行城市規(guī)劃道路定線測量。 定線測量就是將規(guī)劃圖上設(shè)計的道路中心線或邊線（即紅線）位置，轉(zhuǎn)移到實地，為城市詳細規(guī)劃、各種市政工程的定線和建筑用地界樁的測設(shè)，提供必要的依據(jù)，起著控制把關(guān)的作用。規(guī)劃道路定線測量與市政工程道路定線測量有所不同，其主要區(qū)別在于：、規(guī)劃道路定線屬于規(guī)劃階段的測量工作，定線工作只需要定出道路中線，它并不意味著近期就要筑路、修路；而市政工程

2、的道路定線則屬于設(shè)計階段的測量工作，除定出道路的中線外，還要測繪帶狀地形圖及道路的縱、橫斷面等，向設(shè)計部門提供詳盡的測繪資料，為近期內(nèi)筑路、修路做準(zhǔn)備。、規(guī)劃道路的紅線是具有規(guī)劃法規(guī)效用的法線，控制道路紅線內(nèi)及臨時新建各種建筑物的位置必須符合規(guī)劃要求；市政工程道路定線僅僅是為了道路工程本身的平面定位，其所起的作用比規(guī)劃道路定線要小得多。 城市規(guī)劃道路定線和市政工程道路定線雖有區(qū)別，但并不是截然分開的，有時甚至是緊密聯(lián)系的。對于新開發(fā)地區(qū)或新辟道路，市政工程道路定線必須受規(guī)劃道路中線的控制；對于已成道路，規(guī)劃在后，則應(yīng)結(jié)合現(xiàn)狀充分利用?，F(xiàn)在城市規(guī)劃建設(shè)提倡“綜合開發(fā)，配套建設(shè)”，采取統(tǒng)一征地拆遷

3、和“先地下、后地上、先修路、后建房”的辦法。若以已建道路的中線作為規(guī)劃道路的中線，則兩者就合二為一了。 撥地測量工作是根據(jù)規(guī)劃要求在實地確定建筑用地的邊界線。在城市地區(qū)的建筑物的布局，往往依賴于規(guī)劃道路的位置，邊界線的測設(shè)通常是依賴規(guī)劃道路中線進行的，以使建筑用地線或建筑物邊線（稱為建筑控制線）與規(guī)劃道路紅線保持正確的相對關(guān)系。第二節(jié) 定線測量的方法一、定線測量的基本方法將圖上規(guī)劃道路的中心線，或紅線位置測設(shè)到實地，其測設(shè)的方法通常有圖解法和解析法兩種。（一）圖解法在地形圖的二底圖上，量取道路中心線或紅線與鄰近地物點的相對關(guān)系的圖解數(shù)據(jù)，然后在實地直接依據(jù)這些圖解數(shù)據(jù)來確定所在位置，這種在圖上

4、量取數(shù)據(jù)的方法稱為圖解法。圖解法定線的精度，取決于設(shè)計紅線用的地形圖的精度、比例尺大小、圖紙伸縮以及圖幅拼接精度等因素。一般說，其定線精度較低。這種方法僅適用于一般地區(qū)線路工程的初測及其占地、房屋拆遷的定線測量。 （二）解析法將規(guī)劃道路中線上的特征點的坐標(biāo)，特征點間的方位角、距離等設(shè)計數(shù)據(jù)（通常稱為定線條件），作為定線的依據(jù)。通過計算和測量手段，將中線放樣到實地，并用坐標(biāo)數(shù)據(jù)來表示整個線路的確切位置，這種方法稱為解析法。根據(jù)作業(yè)方法，解析法定線測量又可分為解析計算法和解析實訂法兩種。、解析計算法：根據(jù)規(guī)劃紅線圖上所提供的定線條件，計算出規(guī)劃道路中線上的特征點的坐標(biāo)，然后用測量放樣的方法，在實地

5、訂出道路中線的位置。 、解析實訂法：根據(jù)規(guī)劃紅線圖上所提供的定線條件，在實地直接訂出特征點的位置，隨后測定這些點的點坐標(biāo)。 解析實訂法是在實地直接定線，當(dāng)線路較長或通視條件較差，障礙物較多的地區(qū)，作業(yè)較困難，且精度也不高，一般只適用于建筑控制線的訂界。 二、定線條件定線條件即每條規(guī)劃道路的起止、走向、轉(zhuǎn)折、路寬等審批認可的詳細規(guī)劃方案，并以文字加略圖表述作為定線測量的依據(jù)。擬定的定線條件必須嚴(yán)密，不能模棱兩可，互相矛盾。由于各規(guī)劃道路的具體情況不同，因此其定線條件也各不相同。、根據(jù)道路中線與地物的相對關(guān)系確定定線條件。例如規(guī)劃道路中線與現(xiàn)狀道路的中線重合或平行；或與沿線的建筑物墻面平行等。、根

6、據(jù)規(guī)劃設(shè)計部門提供的規(guī)劃道路中線各主要點（起點、折點、交叉點和終點）的設(shè)計坐標(biāo)（包括解析坐標(biāo)或圖解坐標(biāo)）。 有些城市的規(guī)劃部門并不提供規(guī)劃道路中線的設(shè)計坐標(biāo)和定線條件，僅提供大比例尺標(biāo)有規(guī)劃道路紅線的藍圖，上面僅繪示規(guī)劃紅線的位置、走向、路寬、曲線半徑等。測繪部門須根據(jù)紅線藍圖判別和確定定線條件，計算求出中線上各特征點的坐標(biāo)。確定和判別定線條件的方法有：、量測中線的圖解坐標(biāo) 在紅線藍圖上量取規(guī)劃道路中線上點的坐標(biāo)，計算出中線方程并推算出各特征點（如交叉點、折點）的圖解坐標(biāo)，采用圖解坐標(biāo)定線。 、實測建筑物或現(xiàn)狀道路中線坐標(biāo)。 在圖上判明規(guī)劃道路中線與沿線的建筑物平行，或與道路的中線平行，應(yīng)在實

7、地采集建筑物或道路中線上點的坐標(biāo)，然后確定規(guī)劃道路中線的直線方程和推算各特征點的坐標(biāo)，采用實測坐標(biāo)定線。、中線圖解坐標(biāo)與建筑物實測坐標(biāo)相結(jié)合。 若單用中線圖解坐標(biāo)，由于地形圖精度關(guān)系，不能滿足與有關(guān)建筑物的相關(guān)位置。反之，若單用實測建筑物坐標(biāo)又不能控制道路全線的方位。在此情況下宜采用圖解和實測相結(jié)合的方法，才能滿足規(guī)劃設(shè)計意圖。 第三節(jié) 規(guī)劃道路中線和特征點的求算方法 在定線測中，規(guī)劃道路中線位置是起主導(dǎo)作用的。紅線（即邊線）可認為是依附中線的附屬線，一旦中線的位置用坐標(biāo)確定下來后，中線上或紅線上的特征點都可以解算得到。一、規(guī)劃道路中線上的主要特征點 主要特征點現(xiàn)都采用漢語拼音字母縮寫符號。如

8、特征點的間距過長，或遇障礙物等不通視的情況，在中線上還需加入一定數(shù)量的加點，用拼音字母表示，在直線上一般每隔150-300米測設(shè)一點。 一條道路的中線上可能有多個轉(zhuǎn)折點及特征點。此時可在字母后附注序數(shù)表示。規(guī)劃道路設(shè)計上習(xí)慣將道路前進方向是按由西向東，由南向北編排的。因為地形圖的方向是上北下南，左西右東。所以在定線作業(yè)中，對曲線起點、終點及特征點的序數(shù)，皆應(yīng)尊重這個習(xí)慣。 二、規(guī)劃道路中線位置的表示方法（一）以特征點坐標(biāo)表示解析法定線最終得到的是規(guī)劃道路中線上各轉(zhuǎn)折點的坐標(biāo)，由JD1和JD2的坐標(biāo)可以推算中線的方位角及兩點間的距離 （二）以直線方程式表示、直線的點斜式方程 中線的方位角JD1J

9、D2就是中線與軸的傾角，方位角正切函數(shù)tgJD1JD2即是中線對軸傾角的斜率。令 =tgJD1JD2 設(shè)點i是JD1，JD2中線上的任意一點，其坐標(biāo)為(X，Y) 于是有： -2=(-2) 同樣： -1=(-1) 也成立。 知道中線的方位角和中線上一已知點的坐標(biāo)(x0，y0)。 就可寫出其方程式，稱為直線的點斜式方程，即-o=(-o)、直線的斜截式方程：由點斜方程 -o=(-o)變形為 =+(o-o)令 =o-o于是有 =+稱為直線的斜截式方程，式中=tg，是直線在橫軸上的截距。 、直線的法線式方程JD1，JD2是中線，ON是原點到直線的垂線，稱為法線，n是垂足，X軸與法線的夾角稱為輻射角。設(shè)垂

10、足n點坐標(biāo)為(X，Y)那么法線P的長度為： =cos+sin 即 cos+sin-=即是直線的法線式方程。 可知輻射角與直線的方位角相差90，即=90 利用直線的法線式方程，很容易地得到規(guī)劃道路紅線的方程，設(shè)規(guī)劃道路的路寬的一半距離為，那么紅線方程為：cos+sin-()=注意：1）直線的法線輻射角，是由軸順時針旋轉(zhuǎn)到法線的角，所以輻射角的取值范圍是0360。2）法線長是指坐標(biāo)原點到直線的距離恒為正值。并且方程中，的系數(shù)有：cos2+sin2=1的特點。 直線與X軸的傾角或者說直線的方位角，其與法線角相差90。所以，當(dāng)知道了中線上兩特征點的坐標(biāo)，列出法線式方程是很容易的。 例已知中線上，兩點的

11、坐標(biāo)為A=2161.582 B=1977.112A=345.071 B=411.943算得方位角=1600426.3 B=tg=-0.363127857(1)點斜式方程為：-A=-0.363127857(X-A )(2)斜截式方程為： =-0.363127857+1124.799169(3)法線式方程：=90若以=-90=2500426.3則cos=-0.340806647，sin=-0.94013341此A，A計算法線長=-1061.09429由于=0 =-90=700426.3這時cos=0.340806647 sin=0.94013341 =1061.09429所以法線式方程為：0.34

12、0806647+0.94013341-1061.09429=0三、規(guī)劃道路中線的直線方程建立方法（一）量測中線坐標(biāo)擬合直線法 當(dāng)規(guī)劃設(shè)計部門沒有具體提供中線的設(shè)計坐標(biāo)時，可根據(jù)紅線規(guī)劃圖判別定線條件，對于某一直線段的道路中線上無論用圖解法量測法或?qū)崪y坐標(biāo)法，所求取的若干點的坐標(biāo)，由于測量誤差，不可能嚴(yán)格在一條直線上，為此，運用最小二乘原理，對這些點的坐標(biāo)進行擬合，以求得與各點偏離值平方和最小的直線方程，作為該段中線的方程。此項計算可在計算器上用回歸統(tǒng)計功能進行。求得的擬合直線方程為=+，擬合的精度一般是以相關(guān)系數(shù)作比較。 例 某現(xiàn)狀道路中線實地采集的中線坐標(biāo)為：1=264.812 2=181.

13、734 3=118.6711=14.553 2=58.908 3=92.318該道路中線的斜截式方程為：=-0.53221452+155.5318999由于法線式方程中的法線輻射角與直線的傾角（即方位角）相差90，即=90，tg=-1/tg，而P=A.sin，故可求出和值。于是得法線式方程為：0.4698134+0.882762698-137.2977596=0 在實際應(yīng)用時，直線方程的表達式不用展開寫，只要用其參數(shù)表示即可，例如上述直線的斜截式方程簡記為：=-0.53221452， =155.5318999上述直線的法線式方程簡記為：=615838.8， =137.2977596 為保證后續(xù)

14、計算的精度，對直線方程的參數(shù)如B、A的值和和的值，應(yīng)有足夠的有效數(shù)字，所以應(yīng)將計算器顯示的值全數(shù)記錄下來。 相關(guān)系數(shù)反映了量測或?qū)崪y點的坐標(biāo)與直線線性相關(guān)程度，一般不應(yīng)小于0.99999，接近1，相關(guān)性越強。 （二）按定線條件求中線方程 當(dāng)規(guī)劃道路的中線與沿線的建筑物平行，這時中線與建筑物的平行間距就是定線條件，首先應(yīng)在實地測出建筑物軸線的坐標(biāo)，經(jīng)計算求出其方程，然后按間距平行算出中線方程例如圖所示，經(jīng)實測得建筑物上兩點坐標(biāo)為：A=19.106m B=355.448mA=383.625m B=149.891m建筑物向西平移50m是規(guī)劃道路中線位置解：(1)首先求出建筑物B-A的直線方程，得 Y

15、=-0.69492956X+396.9023243轉(zhuǎn)換成法線式方程=551212.31，Po=325.92955m(2)接著平移求出中線方程 建筑物法線式方程中的法線長Po是坐標(biāo)原點到建筑軸線的垂距，建筑軸線向西平行移動距離D=50m也就是沿法線平移，使法線長度Po減少距離D，為道路中線的法線長度，即P=Po-D=275.929553m。法線的輻射角不變，于是道路中線的法線式方程為：L：=551212.31，P=275.929553m(斜截式方程為：L：B=-0.69492956，A=336.0145771)（三）按定線條件修正中線方程 用圖解法量測坐標(biāo)求得規(guī)劃道路中線方程，但因圖紙伸縮等因素

16、，有時會出現(xiàn)中線并不能滿足某些建筑物與規(guī)劃直線的距離關(guān)系，而建筑物與規(guī)劃中線的間距，恰恰是非常重要的定線條件。此時，就必須將某直線平移一段距離以滿足定線條件。例如圖所示，由圖解法已量算得某規(guī)劃道路中線方程之為：=0.8569541 ， =-23.8671實地測得某房角坐標(biāo)：角=142.909m ，角=79.504m并且以規(guī)劃道路中線與房角的間距必須保持15m為定線條件。解：將中線方程變?yōu)榉ň€方程，得：=3103542.2 =18.12294344按公式 di=icos+isin-算得房角到中線的距離=14.500m，與定線條件do=15.000m相差d=do-d=0.500m量算得中線須向右移

17、0.5m。即法線長減少0.5m，故得修正后的中線的法線式方程為：=3103542.2 =17.62294344對于斜截式方程，系數(shù)B不變，僅是截距變化，A=O. 5/cos=0.65847747修正后的A=Ao+A=-23.8671+0.6585=-23.2086m故得修正后中線的斜截式方程為：B=0.8569541m A=-23.2086m從上例中，可知對于直線的平行移動及求垂距等，應(yīng)用法線式方程較方便，尤其對推算規(guī)劃道路的邊線更是方便，不變僅是法線長P變化，即P=P。但是必須注意：移動后的邊線與原點處在中線兩側(cè)時，為P=P+d移動后的邊線與原點處在中線同側(cè)時，為P=P-d四、中線的折點、交

18、叉點的坐標(biāo)計算設(shè)已知中線上有兩直線段1和2的斜截式方程為：L1： =1+1L2： =2+2現(xiàn)欲求出道路中心上這兩直線段的交點JD的坐標(biāo)，其求解的方法可按數(shù)學(xué)中按行列式解方程的方法進行。對于方程組1+1=12+2=2 方程組的解為： 五、圓心、曲線主點的坐標(biāo)計算1.曲線元素及計算 =.tg/2=IR/180. =（(1/cos(I/2)-1）q=2T-L兩中線的交點為JD。若將兩中線段L1，L2平移間距等于R，得到平行直線L1，L2，并由L1，L2求出其交點就是圓心位置。圓心O1和原點O都在兩直線的一側(cè)，那么，L1的法線長P1=P1-R， L2的法線長P2=P2-R。2.圓心坐標(biāo)計算L1，L2為

19、兩相交的中線段，兩線的法線式方程參數(shù)L1：1和P1 L2：2和P2。圓心O1和原點在兩直線的兩側(cè)，那么L1的法線長P1=P1+R， L2的法線長P2=P2+R。兩相交直線構(gòu)成四個區(qū)域，由于圓心位置在不同的區(qū)域，就有不同的結(jié)果。六、直線與曲線坐標(biāo)計算 d=0cos+0sin-P(1)若d0，說明圓心與原點分在直線的兩側(cè)，=cos-1d/R (d0，0 0，方向與法線方向相反，om=+180 于是 OA左=OM+=+180+ OA右=OM-=+180- (2)若d 0，說明圓心與原點同在直線的一側(cè) 對于=cos-1d/R d 0，90 180 方向與法線方向相同，OM= 于是 OA左=OM-(180-)=+180+ OA右=OM+180-=+180- 圓心到交點的方位角與圓心相對直線的位置無關(guān)，而是與圓心到直線的垂線的有關(guān)，即: 若交點在垂線的左面，則L=+180+ 若交點在垂線的右面，則R=+180- 方位角確定后，即可按極坐標(biāo)算出其坐標(biāo) 第四節(jié) 紅線交點及曲線之坐標(biāo)計算 規(guī)劃道路中線方程確定后，道路紅線（即邊線）方程，可以根據(jù)半路寬平移中線，即將中線方程的參數(shù)不變，僅是法線長加減半路寬就可以得到。 等路寬交叉道路圓曲線的特點是同心圓，交點與圓心的連線是交叉角的角平分線，各切點與圓心共線。第五節(jié)